KR0142648B1 - Copper alloy lead frame for bear bonding - Google Patents
Copper alloy lead frame for bear bondingInfo
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- KR0142648B1 KR0142648B1 KR1019940019267A KR19940019267A KR0142648B1 KR 0142648 B1 KR0142648 B1 KR 0142648B1 KR 1019940019267 A KR1019940019267 A KR 1019940019267A KR 19940019267 A KR19940019267 A KR 19940019267A KR 0142648 B1 KR0142648 B1 KR 0142648B1
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
Abstract
본 발명은 도전율이 90% IACS 이상인 동합금 소재와, 이 동합금 소재의 표면을 피복하는 방청피막을 갖는 베어본딩용 동합금 리드프레임에 있어서, 그 표면에 있어서의 X선 광전자 분석치의 산소피크강도(O1s), 구리피크강도(Cu2P) 및 질소피크강도(N1s)가 이하의 관계를 만족하고 있는 것을 특징으로 하는 베어본딩용 동합금 리드프레임을 제공한다.The present invention relates to a bare alloy copper alloy lead frame having a copper alloy material having a conductivity of 90% IACS or higher and an antirust coating covering the surface of the copper alloy material, wherein the oxygen peak strength (O 1s) of the X-ray photoelectron analysis value on the surface thereof is observed. ), A copper peak strength (Cu 2P ) and nitrogen peak strength (N 1s ) to satisfy the following relationship provides a copper alloy lead frame for bare bonding.
Description
[발명의 명칭][Name of invention]
베어본딩용 동합금 리드프레임Copper Alloy Lead Frames for Bare Bonding
[발명의 상세한 설명]Detailed description of the invention
[산업상의 이용분야][Industrial use]
본 발명은 도금을 행하지 않는 상태에서 사용되는 베어본딩용 동합금 리드프레임에 관하여, 특히 다이본딩, 와이어본딩, 큐어링 및 패키징 등에 있어서, 열을 받더라도 산화피막의 강고한 밀착성이 확보된 베어본딩용 동합금 리드프레임에 관한 것이다.The present invention relates to a bare-bonding copper alloy lead frame used in a state in which plating is not performed, in particular, in die bonding, wire bonding, curing and packaging, etc. It relates to a lead frame.
[종래의 기술][Prior art]
철(Fe) 및 인(P)을 함유하는 동합금으로 이루어진 리드프레임은, Fe2P의 미세 석출에 의하여 강화된 동합금 리드프레임으로서, 널리 사용되고 있다.A lead frame made of a copper alloy containing iron (Fe) and phosphorus (P) is widely used as a copper alloy lead frame reinforced by fine precipitation of Fe 2 P.
종래, 리드프레임의 표면에는, 니켈도금 또는 귀(貴)금속도금이 행해져 있고 이로서, 열에 의한 표면산화 또는 납땜성 저하가 억제되어 있다.Conventionally, nickel plating or precious metal plating is performed on the surface of a lead frame, whereby the surface oxidation by heat or the fall of solderability are suppressed.
이 때문에, 산화피막의 밀착성에 기인하는 문제점은 중요시되지 않았다.For this reason, the problem resulting from the adhesiveness of an oxide film was not considered important.
한편, 반도체 제조기술의 진보에 의하여, 도금공정을 생략하여 반도체 칩을 직접 동합금 리드프레임에 다이본딩 또는 와이어본딩하는 베어본딩기술이 널리 알려져 있다.On the other hand, due to advances in semiconductor manufacturing technology, a bare bonding technique for directly die bonding or wire bonding a semiconductor chip to a copper alloy lead frame by omitting a plating process is widely known.
즉, 최근에는 다이본딩기술 또는 와이어본딩기술의 발달에 의하여, 리드프레임이 받는 열량이 감소하였기 때문에, 생산성 향상 및 코스트 다운의 관점에서 니켈도금 또는 귀금속도금의 생략이 고려되고 있다.That is, in recent years, due to the development of die bonding technology or wire bonding technology, the amount of heat received by the lead frame has been reduced. Therefore, elimination of nickel plating or precious metal plating has been considered in view of productivity improvement and cost reduction.
[발명이 해결하려고 하는 과제][Problems that the invention tries to solve]
그러나, 동합금으로 이루어진 리드프레임은 생성된 산화피막이 열영향의 축적에 의하여 박리하고, 수율 및 생산성이 저하하기 쉽다는 문제점이 있다.However, the lead frame made of copper alloy has a problem in that the resulting oxide film is peeled off due to accumulation of heat effects, and the yield and productivity are easily lowered.
또, 이 산화피막의 밀착성이 낮다면 칩 및 와이어 접합부의 접착강도 및 밀봉수지의 밀착성 등이 신뢰성을 저하시킨다라는 문제점이 있다.In addition, if the adhesion of the oxide film is low, there is a problem that the adhesion strength of the chip and wire joints, the adhesion of the sealing resin, and the like lower the reliability.
이 때문에 베어본딩용 동합금 리드프레임은 산화피막의 밀착성 향상이 실용상 중요한 과제이다.For this reason, in the copper alloy lead frame for bare bonding, the improvement of the adhesion of an oxide film is an important subject practically.
본 발명은 이와 같은 문제점에 비추어 이루어진 것으로, 산화피막의 밀착성이 우수한 베어본딩용 동합금 리드프레임을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a copper alloy lead frame for bare bonding excellent in adhesion of an oxide film.
[과제를 해결하기 위한 수단][Means for solving the problem]
본 발명에 관한 베어본딩용 동합금 리드프레임은, 도전율이 90% IACS 이상인 동합금 소재와, 이 동합금 소재의 표면을 피복하는 방청피막을 갖는 베어본딩용 동합금 리드프레임에 있어서, 그 표면에 있어서 X선 광전자 분석치의 산소피크강도(O1s), 구리피크강도(Cu2P) 및 질소피크강도(N1s)가 이하의 관계를 만족하고 있는 것을 특징으로 한다.A bare-bonded copper alloy leadframe according to the present invention is a bare-bonded copper alloy leadframe having a copper alloy material having a conductivity of 90% IACS or higher and an antirust coating covering the surface of the copper alloy material, wherein the X-ray photoelectron on the surface thereof Oxygen peak strength (O 1s ), copper peak strength (Cu 2P ), and nitrogen peak strength (N 1s ) of the analytical value satisfy the following relationship.
[작용][Action]
본원 발명자 등은, 니켈도금 또는 귀금속도금을 생략하여 직접 다이본딩, 와이어본딩, 큐어링 및 패키징 등을 한 경우에, 가해진 열에 의한 동합금 리드프레임의 산화 상태에 대하여 검토한 결과, 열을 받았을 때의 산화피막의 밀착성은 동합금중의 여러가지 성분의 확산 및 응축에 영향받는 것을 발견하였다. 즉, 산화피막의 밀착성은 동합금중의 불순물 또는 첨가성분의 고용·석출상태에 의하여 변화한다.The inventors of the present invention, when direct die bonding, wire bonding, curing and packaging without nickel plating or noble metal plating, examined the oxidation state of the copper alloy lead frame by the applied heat, The adhesion of the oxide film was found to be affected by the diffusion and condensation of various components in the copper alloy. That is, the adhesion of the oxide film changes depending on the solid solution and precipitation state of impurities or additives in the copper alloy.
동일 조성의 Fe와 P를 포함하는 동합금일지라도, Fe2P 금속간화합물의 미세석출상태 등의 차이에 따라, 산화피막의 밀착성은 크게 달라진다. 이와 같은 금속조직의 제어에 의하여, 다이본딩 및 와이어본딩 등의 조립공정에 있어서, 산화피막이 박리하지 않는 리드프레임이 얻어지고, 베어본딩의 신뢰성을 향상시킬 수가 있다.Even in the case of a copper alloy containing Fe and P of the same composition, the adhesion of the oxide film is greatly changed depending on the difference in the microprecipitation state of the Fe 2 P intermetallic compound. By the control of such a metal structure, in an assembling process such as die bonding and wire bonding, a lead frame in which the oxide film does not peel off can be obtained, and the reliability of bare bonding can be improved.
또, 본원 발명자 등은, 산화피막의 밀착성과 동합금 리드프레임의 제특성과의 고나계에 대하여 조사한 결과, 산화피막의 밀착성과 도전률 사이에 상관관계가 있는 것을 발견하였다. 특히 Fe 및 P를 함유하는 동합금으로 이루어지는 리드프레임에 있어서, 도전율이 90% IACS 이상인 것은 양호한 산화피막의 밀착성을 나타낸다.In addition, the inventors of the present application investigated the solidity of the adhesion between the oxide film and the characteristics of the copper alloy lead frame, and found that there is a correlation between the adhesion of the oxide film and the electrical conductivity. Particularly, in a lead frame made of a copper alloy containing Fe and P, a conductivity of 90% IACS or more indicates good adhesion of the oxide film.
이 Fe 및 P를 함유하는 동합금의 도전율을 90% IACS 이상으로 하기 위해서는, 우선, Fe와 P의 중량% 비(Fe/P)를 2 내지 4로 제어하는 것이 바람직하다.In order to make the electrical conductivity of this copper alloy containing Fe and P more than 90% IACS, it is preferable to control the weight% ratio (Fe / P) of Fe and P to 2-4.
또, P의 첨가량에는 한계가 있고, P 함유향은 0.05중량% 이하로 하는 것이 바람직하다.In addition, there is a limit to the amount of P added, and the P content aroma is preferably 0.05% by weight or less.
Fe와 P의 중량% 비(Fe/P)를 2 내지 4로 한 것은, Fe와 P의 밸런스가 무너지면, Fe2P의 석출에 관여하지 않는 Fe 또는 P가 금속 매트릭스 중에 분산하고, 도전율을 90% IACS 이하로 저하시킴과 동시에, 산화피막의 밀착성을 저하시키기 때문이다.The ratio of Fe to P by weight (Fe / P) of 2 to 4 is that when the balance between Fe and P is broken, Fe or P which is not involved in the precipitation of Fe 2 P is dispersed in the metal matrix, and the conductivity is reduced. This is because the adhesiveness of the oxide film is lowered while being lowered below 90% IACS.
또 P의 함유량을 0.05중량% 이하로 한정한 것은, P 원소가 도전율과 산화피막의 밀착성 저하에 크게 영향을 주고, 0.05중량%를 초과하는 P의 첨가는 도전율 및 산화피막의 밀착성을 저하시켜 버리기 때문이다.In addition, the content of P is limited to 0.05% by weight or less because the P element greatly affects the conductivity and the adhesion decrease of the oxide film, and the addition of P exceeding 0.05% by weight lowers the conductivity and the adhesion of the oxide film. Because.
본 발명에 관한 베어본딩용 동합금 리드프레임은, 상술의 조성을 갖는 동합금 소재에 50% 이상의 단면적 비율로 가공하고, 그후 최종 소둔처리로써 450 내지 550℃의 온도로 열처리함으로써 제조할 수가 있다. 이와 같이, 50% 이상의 강(强)가공과 450 내지 550℃에서의 열처리에 의하여, Fe2P의 석출이 미세하고 동시에 균일한 분포상태를 갖는 리드프레임을 얻을 수가 있다. 550℃를 초과하는 온도에서 열처리하면, Fe2P의 석출물이 조대화함과 동시에 분포상태가 거칠어진다.The copper alloy lead frame for bare bonding according to the present invention can be produced by processing a copper alloy material having the composition described above at a cross-sectional ratio of 50% or more, and then heat-treating it at a temperature of 450 to 550 ° C as a final annealing treatment. As described above, by the 50% or more steel processing and the heat treatment at 450 to 550 ° C., a lead frame having a fine and uniform distribution of Fe 2 P can be obtained. When the heat treatment is performed at a temperature exceeding 550 ° C., the precipitate of Fe 2 P coarsens and the distribution becomes rough.
이와 같이, 본 발명에 의하여 제조된 리드프레임은, 소정범위의 조성을 갖고 동시에, 미세하고 균일한 Fe2P의 석출조직을 가지므로, 본 발명에 의하여, Fe 및 P를 함유함과 동시에, 도전율이 90% IACS 이상으로 고전도율의 동합금 리드프레임이 얻어지고, 이 동합금 리드프레임은 베어본딩용 리드프레임으로서 우수한 특성을 나타낸다.As described above, the lead frame manufactured according to the present invention has a composition in a predetermined range and at the same time has a fine and uniform precipitated structure of Fe 2 P. Therefore, according to the present invention, the lead frame contains Fe and P and the conductivity is high. A copper alloy lead frame of high conductivity is obtained above 90% IACS, and this copper alloy lead frame exhibits excellent characteristics as a lead frame for bare bonding.
산화피막의 밀착성은 순동의 편이 우수하지만, 본 발명에 있어서는, Fe 및 P를 첨가함으로서 리드프레임에 필요한 강도를 갖게 한다. 더욱더, 리드프레임을 구성하는 동합금은, 도전율이 90% IACS 이상이라는 조건을 만족시키면, 미량의 Zn, Pb, Sn, Ni, Si, Ag, Cr, Mg, Zr, Ti, B, Te, Co, Aℓ 및 Mn 등의 첨가물을 함유하여도 관계치 않다.The adhesion of the oxide film is excellent in pure copper, but in the present invention, Fe and P are added to provide the strength required for the lead frame. Further, when the copper alloy constituting the lead frame satisfies the condition that the conductivity is 90% IACS or more, trace amounts of Zn, Pb, Sn, Ni, Si, Ag, Cr, Mg, Zr, Ti, B, Te, Co, It does not matter even if it contains additives, such as AL and Mn.
한편, 산화피막의 밀착성은 산화피막의 두께와 관계가 있고, 산화피막이 두꺼워지면 박리하기 쉬워진다. 동합금 리드프레임 재료는 반드시 산화피막을 갖고 있다. 이러한 산화피막이 형성되는 단계는 2가지로 분류된다. 그 하나는 리드프레임 소재의 제조시에, 열간압연 및 소둔처리 등을 받음으로서 발생한다. 다른 하나는 리드프레임의 형상으로 가공되기까지의 보관시와, 가공후의 보관시에 성장하는 산화피막이다. 이 산화피막의 성장속도는 보관시의 온도, 습도 및 분위기에 의하여 변화하고, 고온 및 고습일수록 성장속도가 빠르다.On the other hand, the adhesion of the oxide film is related to the thickness of the oxide film, and when the oxide film is thick, it is easy to peel off. The copper alloy leadframe material necessarily has an oxide film. The step of forming such an oxide film is classified into two types. One of them is caused by undergoing hot rolling, annealing, or the like in the production of lead frame materials. The other is an oxide film which grows during storage until processing into the shape of a lead frame and during storage after processing. The growth rate of the oxide film is changed by storage temperature, humidity and atmosphere, and the growth rate is faster at high temperature and high humidity.
또, 리드프레임에 칩을 다이본딩하기 전의 예비가열에 의해서도 산화피막이 성장한다. 리드프레임 재료는 통상 상술의 각 단계에서 이미 초기산화피막을 갖고 있다.The oxide film also grows by preheating before die-bonding the chip to the lead frame. The leadframe material usually already has an initial oxide film in each of the above steps.
즉, 반도체 장치의 조립공정전에 산화피막이 이미 형성되어 있고, 그 표면산화상태에 의하여 산화피막의 성장속도가 영향을 받는 것이다. 초기산화가 적을수록 조립 공정에서의 산화피막은 얇아지고, 산화피막의 밀착성이 좋아진다.That is, the oxide film is already formed before the assembling process of the semiconductor device, and the growth rate of the oxide film is affected by the surface oxidation state. The smaller the initial oxidation, the thinner the oxide film in the granulation process and the better the adhesion of the oxide film.
여기서, 본원 발명자 등은, 상술의 식견에 의거하여, 초기산화막을 제거 또는 저감하는 방법과 초기산화막의 관리 및 검사방법을 개발하기 위하여 여러가지 실험연구를 행하였다.Here, the inventors of the present invention conducted various experimental studies in order to develop a method for removing or reducing the initial oxide film and a management and inspection method for the initial oxide film based on the above-mentioned findings.
그 결과 초기산화막을 제거 또는 저감하는 방법으로서는, 연마, 산세정, 에칭 및 환원 처리 등이 있지만, 특히 연마가 리드프레임 소재의 제조시에 생기는 산화물까지도 제거할 수 있기 때문에, 유효하다고 판명하였다. 초기산화상태는 X선 광전자 분석치의 산소피크강도와 구리피크강도의 비(O1s)/(Cu2P)로서 정량화할 수 있다.As a result, a method of removing or reducing the initial oxide film includes polishing, pickling, etching, and reduction treatment, but in particular, it has been found to be effective because polishing can also remove oxides produced during production of lead frame materials. The initial oxidation state can be quantified as the ratio (O 1s ) / (Cu 2P ) of the oxygen peak strength to the copper peak intensity of the X-ray photoelectron analysis.
여기서 이 비(O1s)/(Cu2P)에 의하여 규정되는 초기산화상태와 산화피막의 밀착성과의 관계에 대하여 시험한 결과, 산소피크강도와 구리피크강도의 비(O1s)/(Cu2P)가 0.6 이하이면 산화피막의 밀착성이 양호한 것을 발견하였다.The relationship between the initial oxidation state specified by this ratio (O 1s ) / (Cu 2P ) and the adhesion of the oxide film was tested. As a result, the ratio of oxygen peak strength and copper peak strength (O 1s ) / (Cu 2P) It was found that the adhesiveness of the oxide film was good when the C) was 0.6 or less.
또, 반도체 장치의 조립공정에 있어서 와이어본딩공정전에, 동계 리드프레임의 산화가 적은 것, 즉, 산화피막의 두께가 80Å 이하의 것이 베어본딩용 리드프레임으로서 우수한 특성을 갖고 있다.Further, in the assembling process of the semiconductor device, the one having less oxidation of the copper lead frame, that is, the oxide film having a thickness of 80 kPa or less, has excellent characteristics as a bare bonding lead frame before the wire bonding step.
이 경우에 상술의 산소피크강도와 구리피크강도의 (O1s)/(Cu2P)가 0.6을 초과하면, 350℃에서 1분 가열하는 것만으로 산화피막의 박리가 발생한다.In this case, when (O 1s ) / (Cu 2P ) of the above-described oxygen peak strength and copper peak strength exceeds 0.6, peeling of the oxide film occurs only by heating at 350 ° C. for 1 minute.
한편, 산화피막의 밀착성은 방청피막의 부착량과도 관계가 있고, 방청피막의 존재는 산화피막을 박리하기 쉽게 한다.On the other hand, the adhesion of the oxide film is also related to the adhesion amount of the rust preventive film, and the presence of the rust preventive film makes it easy to peel off the oxide film.
즉, 방청피막이 설치된 리드프레임을 200℃ 이상으로 가열하면, 방청피막의 분해가 시작되고, 방청피막은 분해가스로 되어 비산함과 동시에, 방청피막의 잔류물이 생성된다. 이와 같이 방청피막이 부착되어 있는 리드프레임은 산화피막이 박리하기 쉬워진다. 이 때문에, 방청피막을 설치하지 않는 것이 바람직하지만, 보관시의 산화를 방지하기 위하여 방청피막이 필요하다. 여기서, 방청피막의 존재를 전제로 하여 방청피막의 관리·검사방법을 개발하기 위하여 여러가지 실험연구를 행하였다.That is, when the lead frame provided with the rust preventive coating is heated to 200 ° C. or higher, decomposition of the rust preventive coating starts, the rust preventive coating becomes decomposition gas, and the residue of the rust preventive coating is generated. In this way, the lead frame to which the rust-preventive film is attached is likely to be peeled off from the oxide film. For this reason, although it is preferable not to provide an antirust film, an antirust film is required in order to prevent the oxidation at the time of storage. Here, various experimental studies were conducted in order to develop a method for the management and inspection of the rust preventive coating under the presence of the rust preventive coating.
더욱, 방청처리액 농도의 저감, 기화 방청지 또는 알루미늄 증착필름에 의한 포장, 탈산소 및 탈습제 등의 사용 등과 같이 방청방법을 개선하는 것에 의해서도 산화 피막의 내박리성을 개선할 수 있다.Further, the peeling resistance of the oxide film can also be improved by improving the rust prevention method such as reducing the concentration of the rust preventive solution, packaging with vaporized rust preventive paper or aluminum vapor deposition film, use of deoxygenation and dehumidifying agent, and the like.
그러나 보관시의 산화를 방지하기 위하여는, 미량의 방청피막을 입히는 것만으로 큰 효과가 얻어지는 것이 판명되었다.However, in order to prevent oxidation at the time of storage, it turned out that a big effect is obtained only by coating a small amount of rustproof coating.
그리고, 이 방청피막의 부착량은 방청처리농도의 조절에 의하여 제어할 수 있다. 방청피막부착량은 X선 광전자 분석치의 질소피크강도와 구리피크강도의 비(N1s)/(Cu2P)에 의하여 정량화할 수 있다.The adhesion amount of the rust preventive coating can be controlled by adjusting the rust prevention concentration. The anti-corrosion coating amount can be quantified by the ratio (N 1s ) / (Cu 2P ) of nitrogen peak strength and copper peak strength of the X-ray photoelectron analysis.
여기서 이 비(N1s)/(Cu2P)에 의하여 규정된 방청피막의 부착량과 산화피막의 밀착성과의 관계에 대하여 시험한 결과, 질소피크강도와 구리피크강도의 비(N1s)/(Cu2P)가 0.1 이하이면, 산화피막의 밀착성을 저하시키지 않는 것을 발견하였다. 통상, 시판의 방청액[농도가 0.3% 체적:방청제로서의 벤조트리아졸을 150ppm 함유한다]을 사용하여, 70℃에서 5초간 처리하면, 리드프레임 표면에는 질소피크강도와 구리피크강도의 비(N1s)/(Cu2P)가 0.15 정도의 두꺼운 방청피막이 부착한다.Here, as a result of testing the relationship between the adhesion amount of the rust-preventive film prescribed by this ratio (N 1s ) / (Cu 2P ) and the adhesion of the oxide film, the ratio (N 1s ) / (Cu of the nitrogen peak strength to the copper peak strength was tested. When 2P ) is 0.1 or less, it discovered that the adhesiveness of an oxide film is not reduced. Usually, when a commercially-available rust inhibitor (concentration contains 0.3 ppm by volume: 150 ppm of benzotriazole as rust inhibitor) is used at 70 ° C. for 5 seconds, the lead frame surface has a ratio of nitrogen peak strength and copper peak strength (N 1s ) / (Cu 2P ) is about 0.15 thick antirust film.
이에 대하여, 50ppm 이하 벤조트리아졸을 포함하는 수용액으로 처리함으로써, 질소피크강도와 구리피크강도의 비(N1s)/(Cu2P)를 0.1 이하로 할 수 있다.In contrast, by treating with an aqueous solution containing 50 ppm or less of benzotriazole, the ratio (N 1s ) / (Cu 2P ) between nitrogen peak strength and copper peak strength can be made 0.1 or less.
또 두껍게 방청피막을 부착시킨 후에 압연 또는 프레스 등의 가공에 의하여, 방청피막의 부착두께를 저하시켜도 좋다. 어느 경우이든간에 비(N1s)/(Cu2P)가 0.1 이하로 되도록 함으로써, 산화피막의 밀착성을 충분히 높게 할 수 있다.In addition, after the antirust coating is thickly attached, the adhesion thickness of the antirust coating may be reduced by processing such as rolling or pressing. In any case, by making ratio ( N1s ) / ( Cu2P ) into 0.1 or less, the adhesiveness of an oxide film can be made high enough.
더욱이, 질소피크강도와 구리피크강도의 비(N1s)/(Cu2P)가 0.1을 초과하면, 350℃로 1분 가열하는 것만으로 산화피막의 박리가 발생한다.Furthermore, when the ratio (N 1s ) / (Cu 2P ) between nitrogen peak strength and copper peak strength exceeds 0.1, peeling of the oxide film occurs only by heating at 350 ° C. for 1 minute.
[실시예]EXAMPLE
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. Fe를 0.1중량%, P를 0.03중량% 함유하는 동합금에 있어서, 불순물의 양의 합계를 0.04중량% 이하로 하고, 이 동합금 소재를 강가공한 후에 500℃에서 2시간 열처리하고, 고순도의 동합금 매트릭스 중에 Fe2P 금속간화합물을, 미세하게 석출시켜, 도전율이 92% IACS인 리드프레임을 얻었다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the Example of this invention is described. In a copper alloy containing 0.1% by weight of Fe and 0.03% by weight of P, the total amount of impurities is set to 0.04% by weight or less, and the steel alloy material is subjected to heat treatment at 500 ° C. for 2 hours to obtain a high purity copper alloy matrix. The Fe 2 P intermetallic compound was finely precipitated to obtain a lead frame having a conductivity of 92% IACS.
다만, 초기산화상태는 X선 광전자 분석치의 산소피크강도와 구리피크강도의 비(O1s)/(Cu2P)로 0.4이고, 방청피막부착량은 X선 광전자 분석치의 질소피크강도와 구리피크강도의 비(N1s)/(Cu2P)로 0.05이다.However, the initial oxidation state is 0.4 as the ratio (O 1s ) / (Cu 2P ) of oxygen peak strength and copper peak strength in the X-ray photoelectron analysis value, and the anti-corrosion coating amount is the nitrogen peak strength and copper peak strength in the X-ray photoelectron analysis value. It is 0.05 by ratio ( N1s ) / ( Cu2P ).
그리고 이 리드프레임을 대기중에서 350℃로 1분간 가열하였다.And this lead frame was heated to 350 degreeC in air | atmosphere for 1 minute.
그결과, 가열후의 리드프레임의 표면에 멘딩테이프를 접착하여 끌어당겨도 산화피막은 박리하지 않았다. 또 200℃에 2시간 가열하는 다이본딩시의 가열 및 280℃에 1분간 가열하는 와이어본딩시의 가열후에 있어서도, 산화피막의 밀착성은 양호하였다.As a result, the oxide film did not peel off even when the bonding tape was attached to the surface of the lead frame after heating. Moreover, also after heating at the time of die bonding heated at 200 degreeC for 2 hours, and heating at the time of wire bonding heating at 280 degreeC for 1 minute, the adhesiveness of the oxide film was favorable.
하기 표 1은 도전율, 초기산화상태 및 방청피막부착량을 여러가지 바꾸어서 그 산화피막의 밀착성에 대하여 검토한 결과를 나타낸다.Table 1 below shows the results of examining the adhesiveness of the oxide film by varying the conductivity, initial oxidation state, and antirust coating amount.
단, 시험조건 및 평가조건은 이하와 같다.However, test conditions and evaluation conditions are as follows.
(산화피막의 밀착성 평가)(Evaluation of adhesion of oxide film)
가열장치:디바이 에스페크(주) 제:크린오븐 PVHC-210Heating apparatus: Dives Espek Co., Ltd. product: Clean oven PVHC-210
가열조건:300, 350℃로 1분 가열(대기분위기)Heating condition: 1 minute heating at 300, 350 ℃ (atmosphere)
테이프 박리시험:박리에는 시판의 아세테이트 점착테이프(스리엠 No. 810)을 사용하였다.Tape Peeling Test: A commercially available acetate adhesive tape (Sree M No. 810) was used for peeling.
(초기산하상태 및 방청피막부착량의 측정)(Measurement of initial acidity and antirust coating weight)
X선 광전자 분석장치:VG제 ESCALAB-210DX-ray photoelectron analyzer: ESCALAB-210D made in VG
측정조건:Mg, Kα, 300W(1.5kV, 20mA)Measurement condition: Mg, Kα, 300W (1.5kV, 20mA)
분석면적:1000μm2 Analysis area: 1000 μm 2
(1) 초기산화상태:X선 광전자 분석치의 산소피크강도와 구리피크강도의 비(O1s)/(Cu2P)(1) Initial oxidation state: ratio (O 1s ) / (Cu 2P ) between oxygen peak strength and copper peak strength in X-ray photoelectron analysis
(2) 방청피막부착량:X선 광전자 분석치의 질소피크강도와 구리피크강도의 비(N1s)/(Cu2P)로서 나타내었다.(2) Anticorrosive coating amount: It is expressed as ratio (N 1s ) / (Cu 2P ) of nitrogen peak strength and copper peak strength of the X-ray photoelectron analysis value.
더욱, 표 1에서 산화피막의 밀착성란에 기재한 부호에서, ○는 밀착성 양호한 경우를 △는 부분적으로 미소박리경향이 있는 경우를, ×는 박리발생의 경우를 각각 나타낸다.Moreover, in the code | symbol described in the adhesion column of an oxide film in Table 1, (circle) shows the case where adhesiveness is favorable, (triangle | delta) shows the case where it has a micro peeling tendency partially, and x represents the case of peeling occurrence, respectively.
이 표 1에서 명백한 바와 같이, Fe 및 P를 함유하는 동합금에 있어서, 도전율이 90% IACS 이상임과 동시에, 초기산화상태를 나타내는 (O)/(Cu)가 0.6 이하 방청피막부착량을 나타내는 (N)/(Cu)가 0.1 이하인 실시예 1∼2의 리드프레임은, 다이본딩 등의 조립공정에 있어서 산화피막의 박리가 발생하지 않고, 생산성이 좋고, 신뢰성도 좋았다.As is clear from Table 1, in the copper alloy containing Fe and P, the electrical conductivity was 90% IACS or more, and (O) / (Cu) representing the initial oxidation state (N) representing the anti-corrosion coating amount of 0.6 or less. The lead frames of Examples 1-2 whose / (Cu) is 0.1 or less did not produce peeling of an oxide film in granulation processes, such as die bonding, and were productive and reliable.
이에 대하여 비교실시예 1∼6은 상기 비가 본 발명의 범위에서 벗어나기 때문에, 산화피막의 미소박리가 발생하고, 더욱이 비교실시예 7∼10은 산화피막의 박리가 발생하여, 생산성이 저하함과 동시에, 박리한 산화피막이 툴에 퇴적하여 형편이 좋지 않는 원인으로 되었다.On the other hand, in Comparative Examples 1 to 6, the above ratio is out of the range of the present invention, and thus, micro-peeling of the oxide film occurs, and in Comparative Examples 7 to 10, peeling of the oxide film occurs, resulting in decreased productivity. The exfoliated oxide film was deposited on the tool, which caused a bad condition.
[발명의 효과][Effects of the Invention]
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, FeP 금속간화합물의 석출강화에 의하여 고강도이고 동시에, 산화피막의 밀착성이 우수한 리드프레임을 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, a lead frame having high strength and excellent adhesion of an oxide film can be obtained by precipitation strengthening of the FeP intermetallic compound.
이 때문에 본 발명은 제조비용의 절감을 위하여 도금을 생략하여, 직접 다이본딩 또는 와이어 본딩을 행하는 베어본딩에 적합한 동합금 리드프레임을 제공할 수가 있다.For this reason, the present invention can provide a copper alloy lead frame suitable for bare bonding in which direct plating or wire bonding is performed by eliminating plating in order to reduce manufacturing cost.
또 본 발명의 베어본딩용 동합금 리드프레임을 사용함으로써, 반도체 장치에 있어서, 산화피막의 박리에 의한 형편이 좋지 못함을 해소할 수 있을 뿐 아니라, 접착강도 등의 신뢰성도 향상시킬 수 있다.In addition, by using the bare alloy copper alloy lead frame of the present invention, not only the problem caused by peeling of the oxide film in the semiconductor device can be solved, but also the reliability such as adhesive strength can be improved.
Claims (1)
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